Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам

Изучен генетический полиморфизм 26 плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. украинской селекции по микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8, а также семенного потомства 11 деревьев. Вивчено генетичний поліморфізм 26 плюсових дерев Pinus sylvestris L. української селекції за мікросателітними локусам...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Физиология растений и генетика
Дата:	2014
Автори:	Демкович, А.Е., Коршиков, И.И., Политов, Д.В., Мудрик, Е.А., Лось, С.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України 2014
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159451
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам / А.Е. Демкович, И.И. Коршиков, Д.В. Политов, Е.А. Мудрик, С.А. Лось // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 395-405. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159451
record_format	dspace
spelling	Демкович, А.Е. Коршиков, И.И. Политов, Д.В. Мудрик, Е.А. Лось, С.А. 2019-10-04T17:01:22Z 2019-10-04T17:01:22Z 2014 Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам / А.Е. Демкович, И.И. Коршиков, Д.В. Политов, Е.А. Мудрик, С.А. Лось // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 395-405. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 2308-7099 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159451 575.1:582.475.4:434.0.2.232 Изучен генетический полиморфизм 26 плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. украинской селекции по микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8, а также семенного потомства 11 деревьев. Вивчено генетичний поліморфізм 26 плюсових дерев Pinus sylvestris L. української селекції за мікросателітними локусами Pttx2146 i Spac11.8, а також насіннєвого потомства 11 дерев. Microsatellite loci Pttx2146 and Spac11.8 were used to study genetic polymorphism in 26 plus trees clones of Pinus sylvestris L. selected in Ukraine and their eleven progenies. ru Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология растений и генетика Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам Генетична мінливість плюсових дерев Pinus sylvestris L. та їх насіннєвого потомства за мікросателітними локусами Genetic polymorphism of Pinus sylvestris L. plus trees and their progenies by SSR loci Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
spellingShingle	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам Демкович, А.Е. Коршиков, И.И. Политов, Д.В. Мудрик, Е.А. Лось, С.А.
title_short	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
title_full	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
title_fullStr	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
title_full_unstemmed	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
title_sort	генетическая изменчивость плюсовых деревьев pinus sylvestris l. и их семенного потомства по микросателлитным локусам
author	Демкович, А.Е. Коршиков, И.И. Политов, Д.В. Мудрик, Е.А. Лось, С.А.
author_facet	Демкович, А.Е. Коршиков, И.И. Политов, Д.В. Мудрик, Е.А. Лось, С.А.
publishDate	2014
language	Russian
container_title	Физиология растений и генетика
publisher	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
format	Article
title_alt	Генетична мінливість плюсових дерев Pinus sylvestris L. та їх насіннєвого потомства за мікросателітними локусами Genetic polymorphism of Pinus sylvestris L. plus trees and their progenies by SSR loci
description	Изучен генетический полиморфизм 26 плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. украинской селекции по микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8, а также семенного потомства 11 деревьев. Вивчено генетичний поліморфізм 26 плюсових дерев Pinus sylvestris L. української селекції за мікросателітними локусами Pttx2146 i Spac11.8, а також насіннєвого потомства 11 дерев. Microsatellite loci Pttx2146 and Spac11.8 were used to study genetic polymorphism in 26 plus trees clones of Pinus sylvestris L. selected in Ukraine and their eleven progenies.
issn	2308-7099
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159451
citation_txt	Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам / А.Е. Демкович, И.И. Коршиков, Д.В. Политов, Е.А. Мудрик, С.А. Лось // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 5. — С. 395-405. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT demkovičae genetičeskaâizmenčivostʹplûsovyhderevʹevpinussylvestrisliihsemennogopotomstvapomikrosatellitnymlokusam AT koršikovii genetičeskaâizmenčivostʹplûsovyhderevʹevpinussylvestrisliihsemennogopotomstvapomikrosatellitnymlokusam AT politovdv genetičeskaâizmenčivostʹplûsovyhderevʹevpinussylvestrisliihsemennogopotomstvapomikrosatellitnymlokusam AT mudrikea genetičeskaâizmenčivostʹplûsovyhderevʹevpinussylvestrisliihsemennogopotomstvapomikrosatellitnymlokusam AT losʹsa genetičeskaâizmenčivostʹplûsovyhderevʹevpinussylvestrisliihsemennogopotomstvapomikrosatellitnymlokusam AT demkovičae genetičnamínlivístʹplûsovihderevpinussylvestrisltaíhnasínnêvogopotomstvazamíkrosatelítnimilokusami AT koršikovii genetičnamínlivístʹplûsovihderevpinussylvestrisltaíhnasínnêvogopotomstvazamíkrosatelítnimilokusami AT politovdv genetičnamínlivístʹplûsovihderevpinussylvestrisltaíhnasínnêvogopotomstvazamíkrosatelítnimilokusami AT mudrikea genetičnamínlivístʹplûsovihderevpinussylvestrisltaíhnasínnêvogopotomstvazamíkrosatelítnimilokusami AT losʹsa genetičnamínlivístʹplûsovihderevpinussylvestrisltaíhnasínnêvogopotomstvazamíkrosatelítnimilokusami AT demkovičae geneticpolymorphismofpinussylvestrislplustreesandtheirprogeniesbyssrloci AT koršikovii geneticpolymorphismofpinussylvestrislplustreesandtheirprogeniesbyssrloci AT politovdv geneticpolymorphismofpinussylvestrislplustreesandtheirprogeniesbyssrloci AT mudrikea geneticpolymorphismofpinussylvestrislplustreesandtheirprogeniesbyssrloci AT losʹsa geneticpolymorphismofpinussylvestrislplustreesandtheirprogeniesbyssrloci
first_indexed	2025-11-26T23:50:14Z
last_indexed	2025-11-26T23:50:14Z
_version_	1850783854363672576
fulltext	УДК 575.1:582.475.4:434.0.2.232 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. И ИХ СЕМЕННОГО ПОТОМСТВА ПО МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ А.Е. ДЕМКОВИЧ1, И.И. КОРШИКОВ1, Д.В. ПОЛИТОВ2, Е.А. МУДРИК2, С.А. ЛОСЬ3 1Донецкий ботанический сад Национальной академии наук Украины 83059 Донецк, просп. Ильича, 110 e-mail: dbsgenetics@gmail.com 2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук» 119333 Москва, ул. Губкина, 3 3Украинский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации им. Г.Н. Высоцкого 61024 Харьков, ул. Пушкинская, 86 Изучен генетический полиморфизм 26 плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. ук- раинской селекции по микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8, а также семенного потомства 11 деревьев. В общей выборке деревьев выявлено по 7 ал- лелей каждого локуса, тогда как у семенного потомства их было 10 и 11. Сред- няя наблюдаемая гетерозиготность (Но) по локусу Pttx2146 у плюсовых деревьев была 0,800, у потомства — 0,736, по локусу Spac11.8 — заметно ниже (соответст- венно 0,280 и 0,495). По этому локусу плюсовым деревьям свойствен недоста- ток гетерозигот 43,5, потомству — 62,2 %, по локусу Pttx2146 — избыток 21,0 и 5,0 %. Генетический коэффициент подобия Жаккара каждого плюсового дерева и его семенного потомства варьировал от 0,183 до 0,530 и для совокупной вы- борки 95 потомков составлял 0,170, для 26 деревьев — 0,203. Ключевые слова: Pinus sylvestris L., SSR, генетическая изменчивость, плюсовые де- ревья, семенное потомство. В 1980-е годы наиболее перспективным методом селекции лесных дре- весных растений считалась плюсовая, т.е. отбор, как правило, в природ- ных популяциях растений, которые минимум на 25 % превосходили ос- тальные по показателям роста. Схема селекционной работы с плюсовыми деревьями предусматривала создание их архивно-клоновых плантаций, которые затем использовались для формирования клоновых семенных плантаций. Стабильность воспроизводства превосходящих ростовых показателей плюсовых деревьев в их семенном потомстве оце- нивают в испытательных культурах. Результаты этих многолетних науч- но-практических изысканий показали, что очень часто семенное потом- ство плюсовых деревьев не наследует способность родительских форм к более интенсивному росту [6]. В Украине — одной из первых республик СССР — во второй половине ХХ ст. начали создавать архивно-клоновые плантации лесных древесных растений [9], в частности, сосны обыкно- венной (Pinus sylvestris L.) [5]. Следует отметить, что это дорогое и тру- доемкое селекционное направление осуществляется в нашей стране без ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ И ГЕНЕТИКА. 2014. Т. 46. № 5 395 © А.Е.ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ, 2014 использования современных методов генетики, позволяющих уже на ранних этапах выяснить генетическое сходство и отличия плюсовых де- ревьев и их потомства. Для быстрой молекулярно-генетической диагностики растений ак- тивно применяют ДНК-маркеры, в частности, микросателлитные локу- сы. Они локализованы в некодирующей части генома, как правило, се- лективно нейтральны, однако возможно их тесное сцепление с какими-либо адаптивно значимыми генами, а также они ассоциированы с локусами количественных хозяйственно ценных признаков. С помо- щью микросателлитов нередко выявляют гетерозиготность популяций растений в тех случаях, когда она не прослеживается при анализе измен- чивости аллозимных локусов. По мнению Алтухова [2], это может быть объяснено тем, что ряд видов или отдельные популяции прошли через «бутылочное горлышко» и восстановление их генетической изменчивос- ти значительно быстрее происходит по микросателлитным локусам бла- годаря высокой скорости мутирования. Огромная изменчивость микро- сателлитов позволяет без проблем выяснять степень родства между растениями и их потомками [4]. Оценку генетической изменчивости плюсовых деревьев по ДНК-маркерам в архивно-клоновых коллекциях и их потомства в Украине никто не проводил. Цель работы — анализ генетической изменчивости по двум ядер- ным микросателлитным локусам 26 плюсовых деревьев Pinus sylvestris и семенного потомства 11 из них. Методика Исследование генетической изменчивости по двум микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8 проводили с 26 плюсовыми деревьями на архивно-клоновой плантации, заложенной Украинским научно-иссле- довательским институтом лесного хозяйства и агролесомелиорации им. Г.Н. Высоцкого (УКРНИИЛХ) в Задонецком лесничестве. Выясня- ли также генетическое сходство и различия у семенного потомства 11 этих деревьев в испытательных культурах (всего 95 растений). ДНК вы- деляли из вегетативных почек или хвои с помощью набора «Diatom DNA Prep» (ООО «Лаборатория Изоген»). Для сорбции фенольных соедине- ний к каждому образцу (5—10 мг ткани) добавляли 25 мкл 7 %-го рас- твора поливинилпирролидона «К90» (AppliChem). Олигонуклеотидные праймеры к двум высокоизменчивым SSR-локусам (Pttx2146, температура отжига То = 57 °С и Spac11.8, То = 51 °С) были подобраны согласно ли- тературным данным [14, 18]. Синтез олигонуклеотидов на автоматическом синтезаторе нуклеиновых кислот (Applied Biosystems) был осуществлен фирмой «Бигль» (Россия). Амплификацию SSR-локусов проводили с ис- пользованием набора «GenePak PCR Core» (фирма «Изоген», Россия). ПЦР осуществляли на приборе «GeneAmp PCR System 2400» («Perkin Elmer»). Температурный режим ПЦР был следующим: 94 °С 4 мин; 25 циклов: 94 °С 1 мин, То 45 с, 72 °С 45 с; 72 °С 7 мин. Продукты ампли- фикации подвергали электрофорезу при 10 В/см в вертикальном поли- акриламидном 6 %-м неденатурирующем геле [8] размером 1,5200200 мм, буфер ТВЕ 1. Использовали маркер молекулярной массы PBR322/MSP I. Окрашивали электрофореграммы с помощью бромистого этидия [8] ли- бо нитрата серебра [12] (рис. 1, 2). 396 А.Е. ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 Результаты и обсуждение В выборке 26 плюсовых деревьев P. sylvestris по локусу Pttx2146 наиболее часто встречался (0,520) аллель 220 (табл. 1), который можно рассматри- вать как предоминантный. У 95 потомков 11 плюсовых деревьев средняя встречаемость этого аллеля составила 0,460. С частотой 0,500 он выяв- лен только у потомства 6 деревьев, у потомства дерева № 25 предоми- 397 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 Рис. 1. Ампликоны, окрашенные бромистым этидием (локус Spac11.8) Рис. 2. Ампликоны, окрашенные нитратом серебра (локус Pttx2146) 398 А.Е. ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 нантным был аллель 196. Самая высокая средняя рас- четная встречаемость (0,380) по локусу Spac11.8 в вы- борке 26 плюсовых деревьев принадлежала аллелю 134. В потомстве 10 плюсовых деревьев с частотой 0,500 встречались 5 разных аллелей этого локуса. Например, у потомства 3 деревьев это аллель 136, еще у 3 деревьев — аллель 134. Уже из этого анали- за видна определенная генетическая гетерогенность между плюсовыми деревьями и их семенным потом- ством в испытательных культурах. По локусу Pttx2146 она была достоверной только у дерева № 9, а в локусе Spac11.8 — несущественной только у по- томства дерева № 28. У потомства 11 плюсовых деревьев средняя на- блюдаемая гетерозиготность (Но) по локусу Pttx2146 варьировала от 0,429 до 0,889, изменяясь по локусу Spac11.8 в более широких пределах: 0,000—0,899 (табл. 2). Среднее значение Но для всей совокупнос- ти потомков по локусу Pttx2146 было в 1,6 раза боль- ше, чем по локусу Spac11.8. В то же время среднее значение Но потомства по второму локусу было в 1,64 раза больше, нежели в совокупной выборке 11 плюсовых деревьев. Различия в наблюдаемой гетеро- зиготности между плюсовыми деревьями и их потом- ками были не столь значительны по локусу Pttx2146, Но соответственно равнялось 0,800 и 0,736. Для сово- купной выборки 26 деревьев значение Но по локусу Pttx2146 достигало 0,800, по локусу Spac11.8 — 0,280, и в среднем для двух локусов составляло 0,540, тогда как у потомства оно было 0,597. У потомства 10 де- ревьев по локусу Pttx2146 наблюдался избыток гете- розигот 1,4—27,7 %, по локусу Spac11.8 он выявлен только у потомства 7 деревьев — 7,3—30,2 %. В сред- нем в совокупной выборке потомства по локусу Pttx2146 выявлен 5 %-й избыток гетерозигот, у ма- теринских растений он составил 21,1 %. По локусу Spac11.8 у потомства отмечен явный недостаток гете- розигот 43,5 %, хотя это меньше, чем у материнских растений по этому локусу — 62,2 %. Отличия в гете- розиготности деревьев и их потомства связаны с са- моопылением растений, в аллельном разнообразии — с привнесением пыльцы от деревьев, которые не за- действованы в нашем исследовании. В связи с этим у семенного потомства плюсовых деревьев по обоим локусам повышается генная множественность по сравнению с материнскими растениями. Об этом свидетельствуют большее в 1,5 раза число аллелей и в 1,8—2,5 раза — число генотипов по обоим локусам в выборке семенного потомства. Подобные исследова- ния с использованием микросателлитных локусов генетического разнообразия семян семенной планта- ции 28 клонов P. sylvestris в Швеции показали, что 399 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 400 А.Е. ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 только 52 % семян происходили от скре- щиваний между деревьями, произраста- ющими на плантации, а остальные семе- на образовались в результате заноса пыльцы извне [20]. В маркерной селекции сельскохо- зяйственных растений ищут и используют сочетание гомозигот в доминантном со- стоянии [17]. У плюсовых деревьев P. syl- vestris самой встречаемой гомозиготой по локусу Pttx2146 была 220/220 — 15,8 %. С частотой 17,2 % она обнаруживалась у их семенного потомства, однако только у 6 из 11 исследуемых деревьев. По ло- кусу Spac11.8 у плюсовых деревьев с ча- стотой 32 % встречалась гомозигота 134/134 и лишь с частотой 18,8 % — у их потомства. Очевидно, что возможность применения этих гомозигот в селекци- онной практике P. sylvestris реально мо- жет быть оценена по результатам парал- лельного анализа сохранности у потомства способности к интенсивному росту. Перекрестное опыление с привне- сением пыльцы от разных растений ар- хивно-клоновой плантации и, вероятно, извне приводит к формированию семен- ного потомства, заметно отличающегося по генетическим параметрам от мате- ринских деревьев. При попарном срав- нении генотипов плюсового дерева и его семенного потомства значения коэффи- циента подобия (J) Жаккара варьирова- ли от 0,183 до 0,530. Средний уровень подобия между 26 плюсовыми деревья- ми был ниже, чем внутрисемейные раз- личия потомства каждого из деревьев за исключением дерева № 8. Коэффициент J для совокупной выборки семенного потомства (95) составил 0,170, а для 26 деревьев — 0,230. В случае исследований 27 плюсовых деревьев какао (Theobroma cacao L.) с ис- пользованием микросателлитных локусов значения J варьировали от 0,39 до 1,00 [19]. Существенная генетическая вариа- бельность и дифференциация выявлены в семенных плантациях сосны брутской (Pinus brutia Ten.) в Турции [15]. Кластеризация 11 исследуемых плюсовых деревьев P. sylvestris по гене- 401 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 тическим дистанциям (рис. 3, А) показала, что они разделяются на три группы: I — 7, 16, 10, 8; II — 13, 12, 26, 25; III — 9, 28, 3. Их семенное потомство (см. рис. 3, Б) кластеризуется более мозаично, хотя три груп- пы в определенной степени сохраняются. Следовательно, семенное по- томство 11 плюсовых деревьев P. sylvestris обладает несколько более вы- сокой генетической изменчивостью, чем материнские растения. С этих позиций это потомство вполне применимо для лесоразведения, однако, судя по его генетическим отличиям от материнских растений, нет осно- ваний для утверждения, что оно сохранит их селекционно важное каче- ство — высокую интенсивность роста. На примере плюсовых деревьев ели европейской (Picea abies (L.) Karst.) с высокой и низкой гетерозиготностью показано, что у семенно- го потомства отдельных из них сохранялся близкий к материнским де- ревьям уровень гетерозиготности. У других деревьев внутрисемейный уровень гетерозиготности либо повышался, либо снижался. Повышен- 402 А.Е. ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 Рис. 3. Ординация плюсовых деревьев (А) и их семенного потомства (Б) методом главных компонентов по генетическим дистанциям, полученным на основе частот аллелей двух микросателлитных локусов ный уровень гетерозиготности деревьев не приводил к однозначной пе- редаче наследственных свойств их семенному потомству. Наиболее вы- сокими адаптивными свойствами обладало потомство плюсовых деревь- ев с низким и средним уровнями гетерозиготности, а также отдельные высокогетерозиготные деревья [1]. Плюсовая селекция или массовый от- бор на скорость роста приводит либо к возрастанию гетерозиготности, либо она остается на среднепопуляционном уровне [4]. Высокая инди- видуальная гетерозиготность определяет высокие темпы развития и по- лового созревания живых организмов [3]. В селекции древесных растений важно минимизировать генетиче- ские потери популяционного разнообразия вида. С этой целью прово- дится сравнение генетической изменчивости выборок плюсовых деревь- ев и природных популяций. Например, параметры генетической изменчивости 29 популяций P. abies в Польше были высокими и превы- шали выборку плюсовых деревьев, а уровень генетической дифференци- ации в целом был низким (FST = 0,028, DN = 0,005) и близким для плю- совых деревьев [16]. На основании оценки генетической изменчивости семенных плантаций анатолийской сосны черной (Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana) методом RAPD показано, что использование клонов от 25—38 плюсовых деревьев при создании этих плантаций было адекват- ным, чтобы сохранить высокий уровень генетического разнообразия природных популяций данного вида [13]. Несмотря на неоднозначное отношение к плюсовой селекции, во многих странах продолжают активно разрабатывать ее методологические основы. Так, Ковалевич [7] рекомендовал из плюсовых деревьев, после определенных испытаний и оценки потомства, выделять элитные дере- вья, которые можно использовать для развития плантационного семено- ведения. В принципе селекционный процесс у лесных древесных расте- ний остается во многом эмпирическим, хотя в Белоруссии и России начали активно применять молекулярно-генетические маркеры [10, 11], не говоря о западных странах с развитым лесным хозяйством. В селек- ции сельскохозяйственных растений молекулярные маркеры используют уже давно, а в Южном биотехнологическом центре НААН Украины про- ведено ДНК-типирование на основе микросателлитных локусов сортов пшеницы, ячменя, кукурузы, сорго, сои и других культур [17]. Приме- нять подобный анализ для плюсовых деревьев, в частности для P. syl- vestris, значительно труднее. Для основной лесообразующей породы Ук- раины не разработаны генетические карты, не найдены гены, однозначно контролирующие хозяйственно-ценные признаки. На пер- вом этапе вполне можно использовать микросателлитные локусы Pttx2146 и Spac11.8 для идентификации региональных выборок плюсо- вых деревьев и оценки генетических параметров их семенного потомст- ва. Поиск генов, осуществляющих контроль хозяйственно-важных при- знаков лесных древесных растений, активно проводимый учеными западных стран, приносит реальные результаты, однако лишь при доста- точной изученности их геномов, а в Украине такие исследования прак- тически не проводятся. Выборки плюсовых деревьев отличаются от сор- тов сельскохозяйственных растений тем, что это комбинации генотипов, и их в случае отбора в одном регионе в определенной степени можно рассматривать как сортопопуляцию. Таким образом, 26 плюсовых деревьев P. sylvestris архивно-клоно- вой плантации обладают высоким уровнем генетической изменчивости, 403 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 определенной по микросателлитным локусам Pttx2146 и Spac11.8. В се- менном потомстве 11 плюсовых деревьев основные показатели генетиче- ского полиморфизма также были высокими, однако установлены суще- ственные отличия между материнскими растениями и их потомками. Коэффициент подобия Жаккара варьировал от 0,183 до 0,530. 1. Авдеев Э.А., Голиков А.М. Влияние уровня гетерозиготности на репродуктивную и на- следственную неравноценность плюсовых деревьев ели европейской // Материалы Междунар. науч. конф. «Современное состояние, проблемы и перспективы лесовосста- новления и лесоразведения на генетико-селекционной основе». — Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2009. — С. 19—23. 2. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. 3-е изд. — М.: Академкнига, 2003. — 431 с. 3. Алтухов Ю.П. Гетерозиготность генома, скорость полового созревания и продолжи- тельность жизни // Докл. РАН. — 1996. — 348, № 6. — С. 842—845. 4. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А., Курбатова О.Л. и др. Динамика популяционных гено- фондов при антропогенных воздействиях / Под ред. Ю.П. Алтухова. — М.: Наука, 2004. — 619 с. 5. Белобородов В.М., Ширяев В.И., Патлай И.Н. Интродуценты в культурах европейской части страны // Лесное хозяйство. — 1992. — № 8—9. — С. 38—39. 6. Видякин А.И. Проблемы и перспективы плюсовой селекции сосны и ели // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Современное состояние, проблемы и перспективы ле- совосстановления и лесоразведения на генетико-селекционной основе». — Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2009. — С. 31—32. 7. Ковалевич А.И. Селекционное семеноводство в воспроизводстве лесов: состояние, про- блемы и пути решения // Там же. — С. 13—18. 8. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. — М.: Мир, 1984. — 480 с. 9. Молотков П.И., Патлай И.Н., Давыдова Н.И. и др. Селекция лесных пород. — М.: Лесн. пром-сть, 1982. — 224 с. 10. Падутов В., Баранов О. ДНК-маркеры в лесах Беларуси // Лесная Россия. «Лесная ге- нетика, селекция и биотехнологии в лесном хозяйстве». — 2008. — № 1. — С. 18—19. 11. Политов Д. Требуется изучение геномов лесных древесных растений // Там же. — С. 14— 17. 12. Benbouza H., Jacquemin J.-M., Baudoin J.-P., Mergeai G. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels // Biotechnol. Agr. Soc. Environ. — 2006. — 10, N 2. — P. 77—81. 13. Cengel B., Tayanc Y., Kandemir G. et al. Magnitude and efficiency of genetic diversity cap- tured from seed stands of Pinus nigra (Arnold) subsp. pallasiana in established seed orchards and plantations // New Forests. — 2012. — 43, N 3. — P. 303—317. 14. Elsik C.G., Minihan V.T., Hall S.E. et al. Low-copy microsatellite markers for Pinus taeda L. // Genome. — 2000. — 43. — P. 550—555. 15. Kandemir G., Kandemir I., Kaya Z. Genetic variation in Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) seed stands as determined by RAPD markers // Silvae Genetica. — 2004. — 53, N 4—5. — P. 169—175. 16. Lewandowski A., Burczyk J. Allozyme variation of Picea abies in Poland // Scandinavian J. Forest Res. — 2002. — 17, N 6. — P. 487—494. 17. Sivolap Y.M. Molecular markers and plant breeding // Cytology and Genetics. — 2013. — 47, N 3. — P. 188—195. 18. Soranzo N., Provan J., Powell W. Characterization of microsatellite loci in Pinus sylvestris L. // Mol. Ecol. — 1998. — 7. — P. 1247—1263. 19. Thondaiman V., Rajamani K., Senthil N. et al. Genetic diversity in cocoa (Theobroma cacao L.) plus trees in Tamil Nadu by simple sequence repeat (SSR) markers // Afr. J. Biotechnol. — 2013. — 12, N 30. — P. 4747—4753. 20. Torimaru T., Wang X.-R., Fries A. et al. Evaluation of pollen contamination in an advanced scots pine seed orchard // Silvae Genetica. — 2009. — 58, N 5—6. — P. 262—269. Получено 28.03.2014 404 А.Е. ДЕМКОВИЧ, И.И. КОРШИКОВ, Д.В. ПОЛИТОВ, Е.А. МУДРИК, С.А. ЛОСЬ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5 ГЕНЕТИЧНА МІНЛИВІСТЬ ПЛЮСОВИХ ДЕРЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ТА ЇХ НАСІННЄВОГО ПОТОМСТВА ЗА МІКРОСАТЕЛІТНИМИ ЛОКУСАМИ А.Є. Демкович1, І.І. Коршиков1, Д.В. Політов2, О.А. Мудрик2, С.А. Лось3 1Донецький ботанічний сад Національної академії наук України 2Федеральна державна бюджетна установа науки «Інститут загальної генетики ім. М.І. Вавилова Російської академії наук», Москва 3Український ордена «Знак Пошани» науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, Харків Вивчено генетичний поліморфізм 26 плюсових дерев Pinus sylvestris L. української селекції за мікросателітними локусами Pttx2146 i Spac11.8, а також насіннєвого потомства 11 дерев. У загальній вибірці дерев виявлено по 7 алелів кожного локусу, тоді як у насіннєвого по- томства їх було 10 та 11. Середня наявна гетерозиготність (Но) за локусом Pttx2146 у плю- сових дерев була 0,800, у потомства — 0,736, за локусом Spac11.8 — помітно нижчою (відповідно 0,280 і 0,495). За цим локусом плюсовим деревам властива нестача гетеро- зигот 43,5, потомству — 62,2 %, за локусом Pttx2146 — надлишок 21,0 і 5,0 %. Генетичний коефіцієнт подібності Жаккара кожного плюсового дерева та його насіннєвого потомства варіював від 0,183 до 0,530 і для сукупної вибірки 95 потомків становив 0,170, для 26 де- рев — 0,203. GENETIC POLYMORPHISM OF PINUS SYLVESTRIS L. PLUS TREES AND THEIR PROGENIES BY SSR LOCI A.Ye. Demkovych1, I.I. Korshikov1, D.V. Politov2, E.A. Mudrik2, S.A. Los3 1Donetsk Botanical Garden, National Academy of Sciences of Ukraine 110 Illicha Avenue, Donetsk, 83059, Ukraine 2N.I. Vavilov Institute of General Genetics Russian Academy of Sciences 3 Gubkina St., Moscow, 119333, Russia 3G.N. Vysotsky Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration 86 Pushkinska St., Kharkiv, 61024, Ukraine Microsatellite loci Pttx2146 and Spac11.8 were used to study genetic polymorphism in 26 plus trees clones of Pinus sylvestris L. selected in Ukraine and their eleven progenies. There were revealed seven alleles of each locus in the total tree sample, and 10 or 11 in their progenies. The estima- ted genic diversity (НО) at Pttx2146 locus was found to be 0.800 in plus trees and 0.736 in pro- genies, at Spac11.8 was significantly lower (0.280 and 0.495 respectively). A lack of heterozygotes at this locus was 43,5 % in plus trees and 62.2 % in progeny, whereas an excess of heterozygosi- ty was 21.0 % and 5 % respectively at Pttx2146 locus. Jaccard’s similarity coefficient (J) of each plus tree and its progenies ranged from 0.183 to 0.530 making 0.170 for the total tree sample of 95 progenies, and 0.203 for 26 trees. Key words: Pinus sylvestris L., SSR, genetic variation, plus trees, seed progeny. 405 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ PINUS SYLVESTRIS L. ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 5

Генетическая изменчивость плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. и их семенного потомства по микросателлитным локусам

Репозитарії

Схожі ресурси